❶ 數學建模的真正意義
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【摘要】本文重點分析了數學建模的特點,探討了計算機應用與數學建模意識的培養之間密不可分的聯系,闡述了計算機在數學建模競賽中的作用和地位,最後介紹了筆者參加建模競賽與學生參加競賽的經驗與感受。
【關鍵詞】建模意識 計算機應用 數學建模競賽 數學實驗
一、引言
在利用數學方法分析和解決實際問題時,要求從實際錯綜復雜的關系中找出其內在的規律,然後用數學的語言--即數字、公式、圖表、符號等刻畫和描述出來,然後經過數學與計算機的處理--即計算、迭代等得到定量的結果,供人們進行分析、預報、決策和控制,這種把實際問題進行合理的簡化假設歸結為數學問題並求解的過程就是建立數學模型,簡稱建模。而這種成功的方法和技術反映在培養專門人才的大學教學活動中,就是數學建模教學和競賽。數學建模簡而言之就是應用數學模型來解決各種實際問題的過程,也就是通過對實際問題的抽象、簡化、確定變數和參數,並應用某些規律建立變數與參數間的關系的數學問題(或稱一個數學模型),再借用計算機求解該數學問題,並解釋、檢驗、評價所得的解,從而確定能否將其用於解決實際問題的多次循環、不斷深化的過程。
二、數學建模的特點
從1985年開始美國都會舉辦一年一度的數學建模競賽(MathematicalContestinModeling,縮寫:MCM),而我國自1992年舉辦首屆全國大學生數學建模競賽以來,它已經成為全國大學生科技競賽的重要項目之一,全國大學生數學建模競賽是面向全國大學生的群眾性科技活動;競賽要求學生(可以是任何專業)以三人為一組參加競賽,可以自由的收集信息、調查研究,包括使用計算機和任何軟體,甚至上網查詢,但不得與團隊以外的任何人討論,在三天時間內,完成一篇包括模型的假設、建立、求解,計算方法的設計和用計算機對解的實現,以及結果的分析和檢驗,模型的改進等方面的論文。這一活動對於提高大學生素質,促進高校數學與計算機教學改革都起著積極的推動作用。
多年來,一年一度的全國大學生數學建模競賽和國際大學生數學建模競賽,給傳統的高等數學教育改革帶來了新的思路和評價標准,《數學建模》課也從僅僅為參賽隊員培訓,擴展為一門比較普及的選修課,同時,《數學試驗》作為一門新的課程也應運而生。數學建模與數學試驗教學的重點是高等與現代數學的深層應用和面向問題的設計,而不是經典理論的深入研討和系統論證。數學建模問題絕大部分來自一些具體的科研課題或實際工程問題,而不同於普通的數學習題或競賽題。數學建模問題的特點是:面向現實生活的應用,有相關的科研背景,綜合性強,涉及面廣,因素關系復雜,缺乏足夠的規范性,難以套用傳統成熟的解決手段,數據量龐大,可採取的演算法也比較復雜,結果具有一定的彈性空間,需要一定的伴隨條件,許多問題得到的只能是近似解。
另一方面,建模問題不同於理論研究,它重在對實際問題的處理,而不是深層次純粹數學理論或者世界難題。所以,求解建模問題大都藉助各種輔助工具或手段,尤其是計算機軟體的應用,大大地提高了解題效率和質量。總之,《數學建模》是一門技術應用的課程,而不是基礎教育課程,它強調的是如何更好更快地解決問題,如何充分利用各種科技手段作為技術支持,因而計算機的應用已經成為其不可或缺的一項基本組成。與此相關的計算機技術主要有兩部分:一是如何將實際問題或模型轉化或表述為可用計算機軟體或編程實現的演算法;二是採用哪些應用軟體或編程技術可以解決這些問題。顯然,後者是前者的基礎,確定了工具方案,才有相應的解決方案。
由於數學建模的以上特點,決定了數學建模與計算機具有密切相關的聯系,計算機在數學建模思想意識培養中發揮了重要的作用,主要是提供了有力工具和技術支持,它是更好更快進行建模的基礎。計算機水平的高低可以說決定一個團隊整體的建模水平。
三、數學建模與計算機的關系
計算機的產生正是數學建模的產物,20紀40年代,美國為了研究彈道導彈飛行軌跡的問題,迫切需要一種計算工具來代替人工計算,計算機在這樣的背景下應運而生。計算機的產生與發展又極大地推動了數學建模活動,計算機高速的運算能力,非常適合數學建模過程中的數值計算;它的大容量貯存能力以及網路通訊功能,使得數學建模過程中資料存貯、檢索變得方便有效;它的多媒體化,使得數學建模中一些問題能在計算機上進行更為逼真的模擬實驗;它的智能化,能隨時提醒、幫助我們進行數學模型求解。此外,如Mathlab、Maple、SAS、SPSS等一批優秀數學軟體的出現更使數學建模如虎添翼。再者,數學建模與生活實際密切相關,所採集到的數據量多,而且比較復雜,比如DVD在線租賃,長江水質的評價和預測,銀行貸款和分期付款等,往往計算量大,需要藉助於計算機才能快捷、簡便地完成。數學建模競賽與以往所說的那種數學競賽(純數學競賽)不同,它要用到計算機,甚至離不開計算機,但卻又不是純粹的計算機競賽,它涉及到物理、化學、生物、醫學、電子、農業、軍事、管理等各學科、各領域,但又不受任何一個具體的學科、領域的限制。數學建模過程需要經過模型假設、模型建立、模型求解、模型分析與檢驗、模型應用等幾個步驟,在這些步驟中都伴隨著計算機的使用。例如,模型求解時,需要上機計算、編制軟體、繪制圖形等,數學建模競賽中列印機隨時可能使用,同時,數學建模的學習對計算機能力的培養也起著極大推動作用,如報考計算機方向的研究生時,對數學的要求非常高;在進行計算機科學的研究時,也要求有極強的數學功底才能寫出具有相當深度的論文,計算機科學的發展也是建立在數學基礎之上的,許多為計算機的發展做出傑出貢獻的科學家都出身於數學專業,顯而易見,比賽中的一個重要環節是使用計算機來解決問題,這對使用計算機的能力的提高是很明顯的。
數學建模的目的是構建數學建模意識,培養學生創造性思維能力,在諸多的思維活動中,創新思維是最高層次的思維活動,是開拓性、創造性人才所必須具備的能力,培養創造性思維能力,主要應培養學生靈活運用基本理論解決實際問題的能力,在數學教學中培養學生的建模意識實質上是培養、發展學生的創造性思維能力,因為建模活動本身就是一項創造性的思維活動,它既具有一定的理論性,又具有較強的實踐性,還要求思維的深刻性和靈活性,而且在建模活動過程中,能培養學生獨立、自覺地運用所給問題的條件,尋求解決問題的最佳方法和途徑,可以培養學生的想像能力、直覺思維、猜測、轉換、構造等能力,而這些數學能力正是創造性思維所具有的最基本的特徵,在培養創新思維過程中要求必須具有一定的計算機基礎,只有具有一定的計算機知識才能更好的處理數據,發現事物之間的內在的聯系,才能更好的進行知識的轉換,才能更好的構造出最優的模型。總之,具有必備的計算機知識是培養建模意識的關鍵,是培養數模創新能力的前提。計算機也為數學建模競賽活動提供了有力的工具。
四、計算機在數學建模中的運用
計算機的運用,不僅方便我們上網查找建模問題所涉及的知識,相關的文獻資料,而且方便我們處理數據,進行模型求解,模型檢驗。
建模相關計算機軟體是我們在建立模型,處理模型必需掌握的軟體,他們各有自己的特點,使用他們時要注意區分他們的優缺點,選擇更合適的軟體來處理問題,常用軟體包含一下幾種類型:
1、通用數學軟體。主要包括有Matlab、Mathematica、Maple和Mathcad等,在能力和用法上,都比較相近,主要用於繪制已知函數的圖形和進行計算,支持完全的符號運算、精確計算和任意精度的近似計算。它們都能對數學中的微積分、解析幾何、線性代數、微分方程、計算方法、概率統計等諸多領域的常見問題進行求解,但也有各自特點:例如Mathematica的符號計算能力較為強大,而Matlab在數值計算、矩陣計算和圖形繪制方面更有優勢,因此可以結合起來使用。
2、Lingo/Lindo 計算最優化問題的專用數學軟體。Lindo用於求解線性規劃和二次規劃,Lingo除了具有Lindo的全部功能外,還可以用於求解非線性規劃,也可以用於一些線性和非線性方程組的求解以及代數方程求根等,二者都可以求解整數規劃。。
3、統計分析軟體,SPSS名為社會學統計軟體包,主要功能有:基本統計分析、定義表、比較平均數;一般線性模式;相關分析;回歸分析、邏輯線性分析、聚類和判別分析、因子分析、非參數檢驗、時間序列、比例、多元反應等。SAS提供許多資料庫查詢統計功能,在概率和統計的經典處理計算方面提供了豐富的函數支持。是統計專業軟體。
4、高級程序語言種類較多,如C、C++、C#、Basic、Delphi和Java等。
5、繪圖軟體。將一些圖表加入附件可以為文章增色。數學軟體只能繪制已知函數的圖形,若是要繪制一個大致的圖形,就必須使用繪圖軟體。可以使用幾何畫板、Photoshop、Flash等。因此,數學建模競賽今後的趨勢是,要求學生對各方面的知識都有所了解,對學生的計算機知識要求也更高,近年來的數學建模競賽幾乎所有的競賽題目都涉及大量的計算或邏輯運算,因此不掌握計算機和相關數學軟體的使用是難以取得好成績的;又由於競賽題目來自不同的領域,事先又不了解,而利用Internet可以迅速查到相關資料,這也有助於在競賽中取得好成績,由此可見,計算機和數學建模之間具有密不可分的聯系,兩者的有機結合,有效的提高了高校學生靈活運用理論知識的能力、知識的遷移能力、實際應用能力以及分析問題和解決問題。
五、結束語
筆者上大學期間參加了兩次數模競賽,近幾年也參加了學院的數學建模競賽輔導,能夠深刻從中體會到其中的酸甜,也領悟到數學建模競賽的精髓;它不僅有利於學生更好的掌握知識、運用知識,也有利於高校的科研和教學,使學生和教師能在平時的學習、工作中自動形成勤於思考的好習慣,數學建模競賽與學生畢業以後工作時的條件非常相近,是對學生業務、能力和素質的全面培養,特別是開放性思維和創新意識,這項活動的開展有利於學生的全面素質的培養,既豐富、活躍了廣大學生的課外生活,也為優秀學員脫穎而出創造了條件。不少參賽培訓的同學有共同的體會,一次參賽終身受益。數學建模是通向未來的成功之路,不管名次如何,每個參賽者都是成功者。總之,利用計算機技術來開展數學建模,必將有利於數學模型的建立、求解、演算和表達,為探索者創造出理想的背景,同時也使我們的計算機用得越來越好、越來越活,數學建模中計算機的應用,使數學建模的進步如虎添翼;計算機中數學建模方法的使用,使得計算機的發展日益迅速,計算機技術與數學建模的結合,必將推動兩者的快速發展。
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❸ 終於要開始學建模了,求教求教
你們學校模擬也模擬得像一點啊,搞個什麼數學建模專業……給你看看我我大學時代一篇文章吧,希望有些幫助 數學建模概論(發表於《新風》第五期 2000年)一、 略談數學及其作用所謂數學,按照恩格斯的定義是:「研究現實中數量關系與空間形式的科學」。隨著生產力的不斷發展,科學不斷進步,數學也得到了長足的發展,數量與空間形式也發生了較大的變化。但恩格斯的定義在很大程度上仍能表達出數學的本質。由於數學其本身的語言比較抽象而不易掌握,以及在教學中存在的一些問題,這便使許多人認為數學沒有多大的用處,甚至乾脆說數學沒有用處。19世紀德國著名的數學家H.G.Grassmann曾說過:「數學除了鍛煉敏銳的理解力、發現真理以外,她還有另一個訓練考慮全面科學系統的頭腦的開發功能」。所以數學為組織和構造知識提供方便,以至當用於技術時就能使人產生出系統的、能復制的、可以傳播的知識。經過分析、設計、建模、模擬(模擬)以及具體實施就可以變成高效加結構良好的活動。因此,在社會生活特別是經濟競爭中,數學科學作為一種關鍵性的、普遍性的、能夠實行的技術是必不可少的。用這樣的觀點來看待分析問題,我們就會發現我們所學的數學知識、思想、方法不能說是沒有用的。在數學的應用中,尤其是數學建模(Mathematical modeling)在當今世界范圍內有其舉足輕重的地位。二、 數學建模簡介曾經有《美國數學餓現在和未來》一文指出「今天,在技術(科學)中最有用的數學研究領域是數值分析和數學建模。」在某種意義下數學建模已經改革成一個相對獨立的數學分支,而且不斷向應用數學和純粹數學提供大量的挑戰性問題,從而推進了數學學科的發展。特別要提到的是近年來正在迅速發展的工業數學中數學建模是關鍵的第一步,正是由於數學建模的重要性,為了推動建模的研究、學術交流,從80年代起就有眾多的學術活動、國際會議以及國際性和地區性的數學建模雜志。數學建模並不是新的東西,盡管過去很長時間里很少用這一術語,可以說有了數學並要用數學去解決實際問題就一定要用數學的語言、方法去近似地刻畫實際問題,而這種刻畫的的數學表述就是一個數學模型,其過程就是一個數學建模的過程。因而歐幾里德幾何、牛頓、萊布尼茲發明的微積分都是很好的數學模型。那麼如何定義數學模型呢?我們可以說它是一種數學的思考方法,是「對現實的現象通過心智活動構造出能抓住其重要且有用的特徵的表示,常常是形象化的或符號化的表示。」從科學、工程、經濟、管理等角度看數學建模,就是用數學的語言和方法,通過抽象、簡化建立能近似刻畫並「解決」實際問題的一種強有力的數學工具。顧名思義,modeling一詞在英文中有「塑造藝術」的意思,從而可以理解從不同的側面、角度去考慮問題就會有不盡相同的數學模型,從而數學建模的創造又帶有一定的藝術的特點。而數學建模最重要的特點是要接受實踐的檢驗、多次修改模型漸趨完美的過程。數學建模的這種迭代的性質反映了人們運用這種方法逐步逼近、真正認識、掌握實際問題的過程,從而達到預測、預報或知道實驗以至指導生產的目的。問題是當一個數學模型表達出來以後,就要用一定的技術手段(例如推理證明、計算等)求解該數學問題並用實際情形來驗證,若需要修改數學模型,重復建模的過程。如果其中有一步完不成,整個數學建模過程就很難完成,而大量的計算又往往是建模過程中不可缺少。過去在高性能電子計算機尚未產生之前,正是由於缺乏這一技術手段而在一定程度上限制了數學建模這一強有力方法的應用和發展。當然,由於實際應用的需要,數學建模的活動從未停止過。而電子計算機(特別是80年代超級電子計算機)的出現使數學建模這一方法如虎添翼似地得到了飛速發展,掀起了一個高潮。三、 談數學建模要求的素質有了得心應手、強有力的計算機為工具,數學建模漸漸被納入了數學教學之中。20世紀70年代末80年代初,在英國,著名的劍橋大學專門為研究生開設了數學建模課程,創設了牛津大學與工業界研究合作的活動0SGI。差不多同時,在歐美等工業發達國家開始把數學建模的內容正式列入研究生、大學生以至中學生的教學計劃中,其發展非常迅速。數學建模要求數學工作者具有較高的數學素質,所以數學建模教育的目標、指導思想也就是培養學生數學建模所需的能力。以下是參加數學建模所需要的五方面的能力。1.「翻譯」的能力。經過一定抽象、簡化實際問題用數學語言表達出來,形成數學模型(即數學建模的過程),對應用數學的方法進行推演式計算得到的結果,能用「常人」能懂的語言「翻譯」(表達)出來。例如MCM93問題A中就明確提出「除了按競賽規則說明中規定的格式寫的技術報告外,請為餐廳經理提供一頁卡的用非技術術語表示的實施建議」。2.應用已學到的數學思想和方法進行綜合分析,並能學習一點新的數學知識,能理解合量的抽象和簡化,特別是進行數學分析的重要性。因為數學建模中數學終究是我們主要的武器,要在數學建模過程中靈活應用,發展使用這個武器的能力。所以必須多練,多琢磨。3.聯想能力。因為對於不少完全不同的實際問題,在一定的簡化層次下,它們的數學模型是相同的或相似的,這正是數學應用的廣泛性的表現。這就要培養學生有廣泛的興趣,多思考,勤奮塌實工作,通過熟能生巧而逐步達到觸類旁通的境界。4.要有一種洞察能力。通俗地講就是一眼能抓住要點的能力。因為真正的實踐問題的數學建模過程的參與者(特別是一開始)往往不是很懂數學的人,他們提出的問題及其表達方式更不是數學化的,往往是在和你交談過程中用你的洞察力「提問」、「換一種方式表達」或「啟發」等等方式使問題明朗化。搞實際工作的人一般很願意與洞察力強的數學工作者打交道。5.熟練使用技術手段。這將幫助你節省時間,在一定階段,能得到直觀形象的結果,有利於與用戶深入討論。在目前主要的技術手段是計算機及其相應的數學軟體包。四、 大學生數學建模競賽介紹大學生數學模型競賽(MCM)1985年在美國出現。1985年以前,美國只有一種大學生數學競賽(普特南數學競賽),這是一個歷史悠久影響很大的全美大學生數學競賽。自1938年舉行第一屆以來己60多屆了。主要考核基礎知識和訓練邏輯推理、證明能力、思維敏捷性及計算能力。試題中很少考應用題,完全不能用計算機,是閉卷考試。其結果必然是為了反映現行高校數學教學中過分強調的純粹性、形式方法,缺少應用內容的傾向。而許多學生對數學的實際應用感興趣,因而對普特南數學競賽缺乏積極性。此外有人認為應用數學、計算數學、統計數學和純粹數學一樣是教學研究和數學教學中的重要部分,他們是一個有機的整體。因而在1985年終於開始了第一屆數學模型競賽。MCM的宗旨和規則。MCM的宗旨是鼓勵大學師生對范圍並不固定的各種實際問題予以闡明、分析並提出解決方法,通過這樣一種機構鼓勵師生積極參與並強調實現完整的模型構造的過程。比賽於每年二月或三月的某個周末大約三天時間進行,每次只有兩個考題(一般是連續和離散各一題),每隊只需任選一題。題是由在工業和政府部門工作的數學家提出建議有命題組選擇的沒有固定范圍的實際問題。每個參賽隊有三名成員,並有一名知道教師。知道教師在比賽前負責對隊員的訓練和戰術指導;並接受考題,然後即由學生自行參賽。知道老師不得參賽。在三天的持續時間內,參賽隊要以有清楚定義的格式寫出解法論文。論文包括放在最前面不超過一頁的論文提要;問題的適當闡明與重新敘述;假定和假設的清楚說明;對為什麼要用所述模型的分析;模型的設計;怎樣預測模型的討論;模型缺點的討論,包括誤差分析等等。參賽者可以使用包括計算機、軟體包、教科書、雜志和手冊之類的外部資源,因而在某種意義下也是考核使用外部資源的能力。MCM既沒有通過、失敗這種記分,也沒有採用數值記分。評閱人主要感興趣的是論文的方法、論述的清晰性。評選一些論文為表揚獎、有價值的論文和優秀論文。部分最佳論文將發表在專業性的數學雜志上。近年來美國運籌學會(ORSA)給每個獲一等獎以上的隊的每個隊員以一年的學生會員資格;邀請每題各一個獲特等獎的隊到美國運籌學年會上作報告;並發給100美元及獎狀。美國工業與應用數學學會(SIAM)還專門成立委員會,每年邀請每題各一個獲特等獎的隊到SIAM的年會作報告;並發給150美元及獎狀。不少大學願意提供獎金給最優秀的那些隊員去讀應用數學方面的研究生。我國大學生與1989年開始參加美國MCM。到1992年已經有國內12所大學24支隊參賽。歷年來都取得了較好成績。在我國,不少高校教師也萌發了組織我國自己的大學生數學建模競賽的想法。上海市率先於1990年12月7日至9日舉行了「上海市大學生(數學類)數學模型競賽」,於1991年6月7日至9日舉行了「上海市大學生(非數學類)數學模型競賽」。西安也於1992年4月3日至6日舉辦了「西安市第一屆大學生數學模型競賽」。有中國工業與應用數學學會(CSIAM)舉辦的「1992年全國大學生數學模型聯賽」於1992年11月27日至29日舉行,全國有74所大學的314支隊伍參加了競賽,不僅得到了各級領導的關心,還得到了企業界的支持,特別是得到了宣傳部門的廣泛支持。CSIAM已經決定今後每年舉辦一次,並更多地爭取工業、企業界的支持,更好地依靠學術界、工業界的科學家、工程師提供好的競賽題。我們相信我國的大學生數學模型聯賽必將為我國的教育改革和人才培養作出應有的貢獻。
❹ 該款mcm復古包包的鎖扣怎麼打開
1、蓋頭連五金上有兩個凸起的五金,手抓住這兩個五金同時往中間按就開了,一個是固定一個是活動的。
2、用手打開,包包上有個掛飾里有鑰匙的,用那個鑰匙開就可以了。真正的鎖是中間的雙紐鎖扣,只要將兩顆紐扣向中間捏一下,就能彈開三角形金屬片了。
1、擦拭皮包時,一定要使用不會起毛球的軟布,超細纖維布是最理想的選擇,因為你不會想看到皮包上除了保養油,還有一堆「渣渣」。
2、絕對不可以直接把保養油倒在(或塗抹在)皮包上,一定要沾在棉布上後再擦拭皮包。
3、保養皮包不是在擦桌子,要想像是在替皮包做SPA按摩,慢慢將保養油均勻推抹開來,讓皮革可以吸收。
4、少量多次地替皮包上油,比一次性替皮包抹上厚厚一層保養油要來得好。若要多次上油,前後最好相隔30分鍾左右。
❺ mcm雙肩包包如何辨別真偽
mcm雙肩包包從以下兩個個方面判斷真假:
1、從釘方面進行判斷,老款的釘是尖的,新款的釘是平的。如果賣家連老款和新款的釘都分不清,那多半是售假的商家。
(5)教學視頻mcm的使用方法擴展閱讀
MCM皮具最大的特點是純手工製作,每一件產品上有一個銅牌,上面標有獨一無二的編號。只有極少的一些國際大牌,才會在自己的每一件產品上有一個不同的編碼。
MCM的所有產品都採用最優質的材料,做工考究,皮包只採用最高級的材料,皮革柔軟、耐用、防水並且能夠抵禦紫外線的傷害;即便是內襯與裝飾都是防水的,並且經過染色,可以防止褪色。
MCM生產包括珠寶、手錶、香水、服裝、箱包以及小型皮具等在內的超過五百款的產品。